一种车辆零件的仿真建模方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆零件仿真建模技术领域，尤其涉及一种车辆零件的仿真建模方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.对于汽车的开发，主要分为三个阶段，包括：设计阶段、制造阶段、验证阶段，三者可称为产业的上游、中游、下游的关系。而在汽车设计阶段，需要对车辆进行仿真分析。通常需要设计人员通过设计得到初始结构数据，然后通过输入到仿真软件中进行仿真验证，但是由于仿真分析初始数据输入不规范，且车型之间的本身存在尺寸差异导致车辆拟建模零件的位置随着变化，导致目前针对碰撞安全的仿真分析建模都处于人工建模的状态，需要通过工程师对车辆零件进行逐个识别，对工程师的知识依赖程序高且难以做到化建模前处理标准化，建模过程耗时长，建模自动化程度低。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种车辆零件的仿真建模方法、装置、设备及存储介质，其能有效提高车辆零件建模的自动化程度，缩短建模所耗时长。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种车辆零件的仿真建模方法，包括：
5.从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片；
6.根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标；
7.将所述关键特征的二维平面坐标转换为三维坐标；
8.根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模。
9.作为上述方案的改进，所述从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片，包括：
10.将所述车辆仿真模型导入到有限元前处理软件中，通过所述有限元前处理软件从不同视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得不同视角下的零件图片。
11.作为上述方案的改进，所述根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标，包括：
12.通过预先训练好的深度学习模型对所有视角下的零件图片进行图像识别，识别出拟建模零件的关键特征；
13.根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在不同平面上的二维平面坐标。
14.作为上述方案的改进，所述根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模，包括：
15.将所述三维坐标导入到所述有限元前处理软件中，以根据所述三维坐标在所述车辆仿真模型中标识模型特征；
16.根据标识的模型特征，对所述拟建模零件建立有限元模型。
17.作为上述方案的改进，所述零件图片携带有对应拟建模零件的尺寸标识。
18.作为上述方案的改进，所述通过所述有限元前处理软件从不同视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得不同视角下的零件图片，包括：
19.通过所述有限元前处理软件从参考坐标系的x轴、y轴、z轴三个方向对应的视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得x、y、z三个方向下的零件图片。
20.作为上述方案的改进，所述根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在不同平面上的二维平面坐标，包括：
21.根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在xy、yz、zx三个平面上的二维平面坐标。
22.第二方面，本发明实施例提供了一种车辆零件的仿真建模装置，包括：
23.截图模块，用于从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片；
24.坐标获取模块，用于根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标；
25.坐标转换模块，用于将所述关键特征的二维平面坐标转换为三维坐标；
26.零件建模模块，用于根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模。
27.第三方面，本发明实施例提供了一种车辆零件的仿真建模设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的车辆零件的仿真建模方法。
28.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一方面所述的车辆零件的仿真建模方法。
29.相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明通过截图不同视角下的零件图片，并对不同视角下的零件图片进行关键特征识别，可以扩大可自动识别特征的范围；基于识别出的关键特征的三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模，整个建模过程无需工程师对拟建模零件进行逐个识别和建模，有效降低了建模过程中对工程师的知识依赖程序，做到建模前处理标准化，有效提高车辆零件建模的自动化程度，缩短建模所耗时长。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明实施例提供的一种车辆零件的仿真建模方法的流程图；
32.图2是本发明实施例提供的图像识别程序与有限元前处理软件结合的建模流程示意图；
33.图3是本发明实施例提供的一种车辆零件的仿真建模装置的示意图；
34.图4是本发明实施例提供的一种车辆零件的仿真建模设备的示意图；
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例一
37.请参阅图1，其是本发明实施例提供的一种车辆零件的仿真建模方法的流程图，所述车辆零件的仿真建模方法，具体包括：
38.s1：从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片；
39.对于截取所述零件图片的视角，主要根据不同汽车总成零件的特征，选取最佳的多个不同视角进行截图，以提高零件图片的可识别性。
40.进一步的，所述零件图片携带有对应拟建模零件的尺寸标识。通过所述零件图片携带的尺寸标识，以便于拟建模零件的坐标与其在车辆仿真模型的坐标保持一致。
41.s2：根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标；
42.对于截取出的零件图片，将所述零件图片导入到图像识别程序进行汽车总成零件的区分以及识别出每一个拟建模的汽车总成零件的关键特征。由于无需工程师进行逐个识别，可以有效扩大可自动识别特征的范围，同时可区别汽车设计阶段初始数据不规范造成建模的错误，提升建模精度。
43.s3：将所述关键特征的二维平面坐标转换为三维坐标；
44.s4：根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模。
45.在本发明实施例中，基于识别出的关键特征的三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模，整个建模过程无需工程师对拟建模零件进行逐个识别和建模，有效降低了建模过程中对工程师的知识依赖程序，做到建模前处理标准化，有效提高车辆零件建模的自动化程度，缩短建模所耗时长。
46.在一种可选的实施例中，所述从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片，包括：
47.将所述车辆仿真模型导入到有限元前处理软件中，通过所述有限元前处理软件从不同视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得不同视角下的零件图片。
48.进一步，通过所述有限元前处理软件从参考坐标系的x轴、y轴、z轴三个方向对应的视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得x、y、z三个方向下的零件图片。所述参考坐标系是所述有限元前处理软件中预先定义的三维直角坐标系。
49.所述有限元前处理软件可以是ansa、hyperwords等软件。其中，所述图像识别程序可以独立于所述有限元前处理软件之外，只留接口与所述有限元前处理软件进行对接，降低本发明的实现难度，或者所述图像识别程序集成在所述有限元前处理软件中，成为所述有限元前处理软件的一部分，从而提升建模效率。
50.在一种可选的实施例中，所述根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标，包括：
51.通过预先训练好的深度学习模型对所有视角下的零件图片进行图像识别，识别出
拟建模零件的关键特征；
52.根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在不同平面上的二维平面坐标。
53.进一步的，根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在xy、yz、zx三个平面上的二维平面坐标。
54.在一种可选的实施例中，所述根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模，包括：
55.将所述三维坐标导入到所述有限元前处理软件中，以根据所述三维坐标在所述车辆仿真模型中标识模型特征；
56.根据标识的模型特征，对所述拟建模零件建立有限元模型。
57.在发明实施例中，所述有限元前处理软件基于所述三维坐标标识模型特征，如连接的孔，连接部位，材料等，对标识出的模型特征进行创建连接，赋与材料，建立接触等操作，从而实现在所述车辆仿真模型中进行拟建模零件的有限元模型建模。
58.示例性的，如图2所示，采用图像识别程序与有限元前处理软件结合进行建模的过程如下：
59.1、有限元前处理软件打开基础网格，从x，y，z三个方向截取拟识别的零件图片；其中，预先向有限元前处理软件导入车辆仿真模型；
60.2、将零件图片交至基于深度学习的图像识别程序，识别出建模的关键特征；
61.3、基于零件图片和车辆仿真模型的位置关联关系，提取识别出的关键特征在xy，yz，zx三个平面上的二维平面坐标；
62.4、将关键特征的二维平面坐标转换为三维坐标；
63.5、将关键特征的三维坐标传递回有限元前处理软件；
64.6、有限元前处理软件基于关键特征的三维坐标标识模型特征，自动建模；
65.在有限元前处理软件中，建立汽车零件的有限元模型后，可以将该有限元模型进行汽车碰撞有限元仿真，并与其对应规格的汽车零件进行真实碰撞试验；针对汽车碰撞有限元仿真和真实碰撞试验，分析汽车所受各种载荷，对汽车结构进行强度和刚度计算，并对上述参数进对比分析，从而得到该有限元模型的正确率，若正确率低于设定阈值，则返回上述步骤2重新执行零件图片识别和建模过程。
66.相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：
67.1、本发明通过截图不同视角下的零件图片，并对不同视角下的零件图片进行关键特征识别，可以扩大可自动识别特征的范围，同时可区别汽车设计阶段初始数据不规范造成建模的错误，提升建模精度。
68.2、基于识别出的关键特征的三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模，整个建模过程无需工程师对拟建模零件进行逐个识别和建模，有效降低了建模过程中对工程师的知识依赖程序，做到建模前处理标准化，有效提高车辆零件建模的自动化程度，缩短建模所耗时长，提高了分析规范化，从而提高仿真分析能力。
69.3、将图像识别与有限元前处理结合，可以进一步扩大了可自动识别特征的范围，提升建模的自动化程度，缩短汽车开发分析的周期，提升产品竞争力。
70.实施例二
71.请参阅图3，本发明实施例提供了一种车辆零件的仿真建模装置，包括：
72.截图模块1，用于从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片；
73.坐标获取模块2，用于根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标；
74.坐标转换模块3，用于将所述关键特征的二维平面坐标转换为三维坐标；
75.零件建模模块4，用于根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模。
76.在一种可选的实施例中，所述截图模块1，具体用于将所述车辆仿真模型导入到有限元前处理软件中，通过所述有限元前处理软件从不同视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得不同视角下的零件图片。
77.具体的，通过所述有限元前处理软件从参考坐标系的x轴、y轴、z轴三个方向对应的视角对所述车辆仿真模型进行截图，获得x、y、z三个方向下的零件图片。
78.在一种可选的实施例中，所述坐标获取模块2包括：
79.关键特征识别单元，用于通过预先训练好的深度学习模型对所有视角下的零件图片进行图像识别，识别出拟建模零件的关键特征；
80.二维平面坐标获取单元，用于根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在不同平面上的二维平面坐标。
81.具体的，根据所述零件图片与所述车辆仿真模型的位置关联关系，获取所述关键特征在xy、yz、zx三个平面上的二维平面坐标。
82.在一种可选的实施例中，所述零件建模模块4包括：
83.模型特征标识单元，用于将所述三维坐标导入到所述有限元前处理软件中，以根据所述三维坐标在所述车辆仿真模型中标识模型特征；
84.有限元模型建立单元，用于根据标识的模型特征，对所述拟建模零件建立有限元模型。
85.在一种可选的实施例中，所述零件图片携带有对应拟建模零件的尺寸标识。
86.需要说明的是，本发明实施例所述的车辆零件的仿真建模装置的工作原理和技术效果与第一实施例所述的车辆零件的仿真建模方法相同，在此不再赘述。
87.实施例三
88.请参阅图4，本发明实施例提供的一种车辆零件的仿真建模设备，包括至少一个处理器11，例如cpu，至少一个网络接口14或者其他用户接口13，存储器15，至少一个通信总线12，通信总线12用于实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口13可选的可以包括usb接口以及其他标准接口、有线接口。网络接口14可选的可以包括wi-fi接口以及其他无线接口。存储器15可能包含高速ram存储器，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器15可选的可以包含至少一个位于远离前述处理器11的存储装置。
89.在一些实施方式中，存储器15存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集:
90.操作系统151，包含各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；
91.程序152。
92.具体地，处理器11用于调用存储器15中存储的程序152，执行上述实施例所述的车辆零件的仿真建模方法，例如图1所示的步骤s1。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如，截图模块，用于从预先构建的车辆仿真模型中截取出不同视角下的零件图片；坐标获取模块，用于根据不同视角下的所述零件图片，识别拟建模零件的关键特征，并获取所述关键特征的二维平面坐标；坐标转换模块，用于将所述关键特征的二维平面坐标转换为三维坐标；零件建模模块，用于根据所述三维坐标，在所述车辆仿真模型中进行所述拟建模零件的建模。
93.示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述车辆零件的仿真建模设备中的执行过程。
94.所述车辆零件的仿真建模设备可以是vcu、ecu、bms等计算设备。所述车辆零件的仿真建模设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是车辆零件的仿真建模设备的示例，并不构成对车辆零件的仿真建模设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
95.所称处理器11可以是微处理器(microcontroller unit，mcu)中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器11是所述车辆零件的仿真建模设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个车辆零件的仿真建模设备的各个部分。
96.所述存储器15可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器11通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述车辆零件的仿真建模设备的各种功能。所述存储器15可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器15可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
97.其中，所述车辆零件的仿真建模设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或
装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
98.实施例四
99.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一实施例中任意一项所述的车辆零件的仿真建模方法。
100.需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
101.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。